Co się dzieje gdy czarne dziury są za blisko siebie? Jest pięknie i brutalnie.

Na pytanie ile jest czarnych dziur w kosmosie, moglibyśmy otrzymać złośliwą odpowiedź, a ile jest ziaren piasku na Saharze? Kosmos to ogromna przestrzeń, która skrywa w sobie dużo więcej niż setki miliardów takich obiektów, a mimo to... Wiemy o nich tak niewiele. Na szczęście mamy na tyle danych, aby zwizualizować tak niezwykłe wydarzenie, jak zderzenie dwóch czarnych dziur.

Polecamy na Geekweek: Intelsat 33e rozpadł się na orbicie. Jego szczątki zagrażają innym satelitom

Bardzo długa droga do wybuchowego spotkania

Potrzeba naprawdę wiele czasu, żeby doszło do takiego wydarzenia. Historia może zacząć się od narodzin dwóch siostrzanych gwiazd albo po prostu w wyniku nieuniknionego spotkania. Do takiego dojdzie na przykład za cztery miliardy lat, gdy nasza Droga Mleczna i pobliska Andromeda spotkają się w kosmosie, a z nimi skrywane weń czarne dziury. Wtedy zacznie się iście romantyczny czas podchodów obydwu mas. Wówczas, w drodze do siebie, będą napotykać inne obiekty. Będą z nimi na moment wchodzić w interakcję, prawdopodobnie ożywiając przy tym całe chmury kosmicznych gazów zmieszanych z pyłem. Wskutek tych krótkich znajomości czarne dziury stracą trochę swojej energii, aby móc w końcu silniej zacząć na siebie oddziaływać.

Naukowcom nie udało się jeszcze tego zjawiska zobaczyć w pełnej krasie, trudno, żeby było inaczej, skoro są to obiekty wchłaniające światło, co uniemożliwia ludzkiej aparaturze je dostrzec w konwencjonalny sposób. To się może jednak w przyszłości zmienić. Nadzieja jest pokładana właśnie w otaczającym wszystko kosmicznym pyle. Naukowcy z Kalifornii, próbują potwierdzić czy cząsteczki oddają na tyle promieniowania, aby stało się możliwym zobaczenie niewidzialnego.

Czytaj dalej poniżej

Ta czarna dziura znajduje się zadziwiająco blisko Ziemi. Oto, jak ją odkryto Jakub Szczęsny

Ta czarna dziura jest NIESAMOWICIE głodna. Oto co "zjada" w ciągu jednego dnia Jakub Szczęsny

Na tę chwilę musimy się posiłkować odpowiedzią całego otoczenia wobec tego wzburzającego spotkania. Czarne dziury reagują na siebie tak silnie, że aż marszczą czasoprzestrzeń, wysyłając fale grawitacyjne niczym kamień rzucony w wodę okręgi po jeziorze. Te sygnały to namacalny dowód na istnienie takiego wydarzenia.

To spędza sen z powiek astrofizyków

Powoli, lecz nieubłaganie, dwie potężne masy skracają do siebie dystans. Wszystko, co się działo do tej pory, jest dla naukowców oczywiste, ale że wszechświat lubi zaskakiwać, nie mógł zawieść oczekiwań. Rzeczy się zaczynają komplikować po dotarciu do jednego parseka od obydwu czarnych dziur.

Na tej odległości około 3,3 lat świetlnych, nie ma już wystarczająco obiektów, które mogłyby pochłaniać energię i pchać niejako dziury ku sobie. Wiemy, że w końcu zbliżą się do siebie i będą krążyć, aż do momentu połączenia, ale nie wiadomo jak do tego dochodzi. Z obecnych modeli obliczeniowych, wygląda, jakby powinny po prostu stanąć w miejscu. Stąd nazwa tego zagadnienia, problem ostatniego parseka.

"Interakcje z gwiazdami są efektywne jedynie wtedy gdy czarne dziury są bardzo daleko od siebie, a więc powyżej jednego parseka", mówił naukowiec Uniwersytetu w Toronto, Alonso-Alvarez, który prowadzi zespół szukający odpowiedzi na ten problem

Reklama

Jedną z propozycji na rozwikłanie zagadki, jest współpraca z teoretyczną materią, która by wszystko wyjaśniała. Jeżeli nie ma już gwiazd, którymi się można posłużyć, to musi być pomiędzy ciągnącymi do siebie dziurami czarna materia, która zaczyna ujmować energii poprzez tarcie.

Pora na powitanie

W końcu jednak dochodzi do tego wyczekiwanego momentu, którego zrozumienie umożliwiają nam jedynie symulacje komputerowe, śledzące wszystkie wydarzenia zamykające się w czasie kilku sekund. Czarne dziury wysyłają w swoje strony swoiste macki, jak gdyby się chciały przywitać uściskiem. Łączą się one w coś na kształt szybko rozrastającego pomostu, coraz silniej łączącego obydwa obiekty. Co się dzieje w środku? Nie wiemy.

W 2016 roku obserwatorium LIGO uchwyciło fale grawitacyjne wywołane powstaniem supermasywnej czarnej dziury z takiego właśnie połączenia. Dzięki czemu mamy pewność, że coś takiego się dzieje. W kolejnych latach teleskop Hubble'a ukazał kolizję galaktyk, w których na pewno były obecne czarne dziury, dostarczając kolejnych dowodów na możliwość takiej kolizji. Co ciekawe, po połączeniu czekał kolejny psikus. Po odkryciu z 2016 roku dostrzeżono, że masa nowopowstałego obiektu, nie jest równa sumie tego co go stworzyło. Zagadka goni zagadkę.